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粉塵比電阻測試技術及其新進展

文檔作者：高維英盧澤鋒傅啟文文檔來源： 1，華北電力大學 2．國電南京自動化股份有限公司，		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年10月18日
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第3O卷第5期
2008年5月
華電技術
Huadian Technology
Vo1．3O No．5
Mav．2008
· 技術開發(fā)·
粉塵比電阻測試技術及其新進展
The measure technique of dust resistivity and its new advance
高維英 ，盧澤鋒 ，傅啟文
GAO Wei—ying ，LU Ze—feng ，F(xiàn)U Qi—wen
(1，華北電力大學，河北保定071003；2．國電南京自動化股份有限公司，江蘇南京211100)
(1．North China Electric Power University，Baoding 071003，China；2．Guodian Nanjing
Automation Corporation Limited，Nanjing 21 1 100，China)
摘要：粉塵比電阻的大小對電除塵器(EP)的性能影響很大。為了獲得準確的結果，測定電除塵器粉塵比
電阻時應對除塵器內的煙氣性質、粉塵沉積層、電氣參數(shù)進行模擬。介紹了常見的實驗室測定法和現(xiàn)場測定
法的原理，指出了這些方法在模擬除塵器內真實運行參數(shù)方面的不足之處及其對測量精度的影響。最后對
一種新的測定技術及其特點作了簡要的介紹。
關鍵詞：電除塵器；粉塵比電阻；測試；單電場
中圖分類號：TK 223，27 文獻標志碼：A 文章編號：1674—1951(2008)05—0033—03
Abstract：The dust electric resistivity has a great impact on the performance of electric precipitator(EP)、To obtain
accurate results，the measurements of dust—resistivity require the measurement conditions simulate the actual flue gas
characteristics，dust sedimentary layer and electrical parameters inside the electric precipitator， The principles of
current laboratory measurement methods and site measurement methods were introduced，and their deficiency in sim—
ulating real operation parameters inside the electric precipitator and its influence on measurement accuracy were
pointed out，F(xiàn)inally，a new measurement technology and its features were introduced briefly，
Key words：electric precipitator(EP)；dust—resistivity；measurement；single—field
0 引言
電除塵器(EP)的運行性能與所處理煙氣中粉
塵比電阻的數(shù)值大小關系很大，粉塵比電阻是EP
設計時需要知道的一個重要參數(shù)，粉塵比電阻的測
定亦成為電除塵界所關注的一項重要測試技術。常
規(guī)粉塵比電阻的測定分實驗室測定法和現(xiàn)場測定法
2種 。在測試時，為了使測定結果盡量接近“真
實”數(shù)值，往往需要對測試環(huán)境進行3種模擬：煙氣
性質，如溫度、濕度、SO 含量等；粉塵沉積為粉塵
層，如粉塵粒徑分布、粉塵層密實度等；電氣參數(shù)，如
電壓、電流、電場強度等。測試環(huán)境越接近真實的電
除塵環(huán)境，測量結果與真實值之問誤差越小。粉塵
比電阻的各種測定方法各有其特點，有些測定結果
收稿日期：2008—04—14
誤差較小，但由于測試環(huán)境的模擬與現(xiàn)場電除塵環(huán)
境存在某些差異，使測定值存在不同程度的誤差。
有時對同一種粉塵采用不同方法測量，測定結果相
差較大，有時競相差1～2個數(shù)量級。另外，粉塵樣
品的采集需要在現(xiàn)場煙道中進行等速采樣，既費時
又費力，采集與測試比較困難。同時，各項測試結果
的分散度較大，亦不能測定工況變化時粉塵比電阻
的當前數(shù)值。隨著電除塵技術的發(fā)展，需要對粉塵
比電阻的測試技術進一步研究探討，迫切需要可比
較精確測定又簡單易行的粉塵比電阻測試技術，以
適應電除塵技術的發(fā)展需要。
1 粉塵有效比電阻
工業(yè)粉塵的比電阻值因其物理和化學屬性不同
而差異很大，一般將比電阻值劃分為3個范圍：
(1)低比電阻粉塵：P<10 n ·cm，如石墨、碳
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· 34· 華電技術 第30卷
黑類粉塵；
(2)中等比電阻粉塵：l0 n ·Clll<5×10?>5×10?n ·cm，如燃煤
電廠飛灰、燒結煙塵、水泥窯灰、熟料粉以及生石灰、
硫磺類粉塵等。
高比電阻粉塵的反電暈危害是EP運行中一重
大故障，只有采取一些特殊措施才能使EP取得良
好運行效果。
所謂粉塵比電阻，不是指粉塵的實體電阻值，而
是懸浮于工業(yè)氣體中的塵粒荷電后被捕集到收塵極
板上，呈堆積狀態(tài)，在某一溫度、濕度、成分的氣體內
所具有的電阻值，因此，稱之為粉塵有效比電阻或表
觀(視在)比電阻 j，簡稱粉塵比電阻。通常測定粉
塵比電阻所用表達式為
U l US
P ～S ，
式中， 為粉塵層所施加電壓，V；，為粉塵層通過的
電流，A；S為粉塵層單位面積，cm ；6為粉塵層厚
度，em。
2 粉塵比電阻常規(guī)測定方法
2．1 實驗室測定法
(1)平板(圓盤)電極法。這種測定儀下部有一
金屬盛灰圓盤，盛灰盤內盛被測粉塵，盛灰盤下接高
壓電源負極，粉塵層的上表面設置可上下移動的圓
盤式電極，圓盤上有一導桿，使其可上下移動，導桿
上端接電流表(與地連接)，為消除邊緣效應加裝屏
蔽環(huán)。上述測定儀部件置于調節(jié)箱內，調節(jié)箱可以
調節(jié)溫度和濕度。在測定粉塵比電阻前，將上圓盤
降落在粉塵層上，并將調節(jié)箱調整到所需溫度和濕
度，測試時根據(jù)高壓供電裝置的電壓和電流值以及
圓盤面積和粉塵層厚度等就可計算出粉塵比電阻。
(2)探針法。將測定裝置安裝在可調節(jié)溫度的
電爐內(溫度可達300℃ ～500℃)，針尖電極接高
壓電源負極。粉塵從電爐上方裝入，并在平板電極
上形成一定厚度的粉塵層，在粉塵層內設置一橫向
探針，為消除邊緣效應加裝屏蔽環(huán)，平板電極(主電
極)下端通過毫安表接地，針尖電極與平板電極之
間產(chǎn)生電暈放電。測出探針與平板電極之間的電位
以及主電極通過的電流和粉塵層厚度及面積就可以
計算出粉塵比電阻。
(3)跑道式法。該裝置為封閉循環(huán)系統(tǒng)，能使
氣體和懸浮煙塵在系統(tǒng)中循環(huán)，其中的測試主件是
點一板式測定儀，通過電暈放電使粉塵沉積，再測出
粉塵比電阻。為了模擬電除塵現(xiàn)場條件，還設有翼
片形電熱器和氣體增濕水槽。如需進行化學調質，
可將所采用溶液或氣體加入該系統(tǒng)。點一板電極置
于電熱恒溫箱內(溫度300℃ ～700℃ 可調)構成比
電阻測定儀。施加高電壓約20 kV，測定其電流就可
計算出粉塵比電阻值。
(4)同心圓筒電極法。這種測定儀由圓筒電極
和圓柱電極構成，粉塵充填在兩電極之間，施加高電
壓時測出電壓值和電流值，然后計算出粉塵比電阻。
(5)梳式電極法。該儀器為實驗室和現(xiàn)場兩
用，該儀器是將電極做成梳(齒)狀，固定在2根絕
緣套管的端部，在梳式電極上部裝刀形電極，梳式電
極接高壓電源負極，刀形電極接正極(接地)，整個
儀器置于加熱測定箱內。梳式電極法是利用電除塵
原理捕集粉塵，使粉塵逐漸填滿梳齒縫隙。斷開高
壓電源后，用高阻計(10 n)測定兩梳齒電極之間
粉塵的電阻值，進一步得出測定時氣體溫度和濕度
下的粉塵比電阻。
2．2 現(xiàn)場測定法
(1)針尖平板電極法。測定原理與上述跑道式
法中的點一板電極測定裝置相同，所不同的是它是
現(xiàn)場測定儀，直接測定工業(yè)粉塵的比電阻。這種測
定儀的優(yōu)點是測定條件接近于電除塵器的工況，缺
點是粉塵層的厚度難以測定。
(2)旋風子法。測量時將小旋風子置于工業(yè)管
道內，煙氣被吸入小旋風子內，由于離心力的作用，
粉塵沉積并落入下部同心圓筒電極的間隙內，用高
阻計測出粉塵的電阻值，再進一步計算出粉塵比電
阻。該測定儀系測定利用旋風子所收集的粉塵，塵
粒較粗，粉塵層較疏松，測定的數(shù)值與其他方法相比
往往大1～2個數(shù)量級。
(3)過濾式法。這種現(xiàn)場比電阻測定儀分為同
心圓環(huán)式和金屬網(wǎng)格式2種，金屬網(wǎng)格式系根據(jù)平
板電極法原理設計，即能高效地對粉塵采集，同時又
能進行測定。同心圓環(huán)式是用過濾方法在煙氣中通
過等速采樣所采集的粉塵呈圓環(huán)形，同心圓環(huán)的測
定電極與采樣器構成一體，測量與采樣同步進行。
圓環(huán)形粉塵層的電阻用高阻表測定，進一步可計算
出粉塵比電阻。
3 單電場粉塵比電阻測試技術及特點
經(jīng)過幾年的研究探索，在有關粉塵比電阻及其
影響的理論研究基礎上，學習國內外有關粉塵比電
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第5期 高維英，等：粉塵比電阻測試技術及其新進展 ·35·
阻先進的測試技術，研究開發(fā)出了EP運行工況下
單電場粉塵比電阻自動測試技術。該測試結果同時
可為EP高壓供電設備的提效節(jié)能和智能優(yōu)化控制
提供依據(jù)。這種粉塵比電阻測試技術是利用EP運
行時供電控制設備本身所提供的電氣參數(shù)，以及EP
本體結構參數(shù)，通過綜合分析和數(shù)學模型確定EP
收塵極板上粉塵層的比電阻。用這種測試技術對一
些燃煤電廠進行了測試，將EP首、末電場的粉塵比
電阻平均值作為代表數(shù)值，其中，燃煤電廠A，B，c，
D，E的運行工況下粉塵比電阻分別為1．12×10
·Cill，4．72 ×10” ·cm
，
1．1×10’ ．cm
， 1．2 ×
10 ·CIll，5．86×10 ·cm，這5個電廠的EP
各個電場均有不同程度的反電暈發(fā)生，這在某種程
度上表明該測試技術測試的結果是比較精確和真實
的。這種EP運行工況下粉塵比電阻測試技術具有
多種特點。
(1)真實工況。該種粉塵比電阻的測定是在實
際工況下，即EP運行的真實的煙氣和極板粉塵層
環(huán)境下對粉塵比電阻的測定，如煙氣的實際溫度、濕
度、壓力、SO 含量等成分、粉塵層真實粒徑分布、真
實密實度等。
(2)真實粉塵層。該測試技術系測定EP實際
運行過程中由電暈放電和高場強使煙氣中的粉塵荷
電并沉積到收塵極板上形成粉塵層的比電阻，該粉
塵層的粒徑分布與密實度是真實的。
(3)真實電氣參數(shù)。常規(guī)測定時，不同的電氣
參數(shù)導致的測定結果誤差較大。而該種運行工況下
粉塵比電阻的測定是采用真實電除塵過程中由EP
高壓供電設備供給EP本體陰陽極的真實電氣參
數(shù)，測定快速準確，測定結果誤差較小。
(4)不需單獨測定設備。研制開發(fā)的EP供電
控制設備以及配套運行的EP本體系統(tǒng)均同時兼做
粉塵比電阻測定設備，不需要再設置單獨的粉塵比
電阻測定儀器。
(5)不需要采集灰樣。該種測定方法不需要采
集灰樣，利用電除塵過程中在收塵極板上實際沉積
的粉塵層進行粉塵比電阻的測定，既省時又省力。
(6)各單電場粉塵比電阻均可測定。EP運行
時，由于各電場二次揚塵、火花率、反電暈、粉塵粒徑
分布等的不同，使煙氣及粉塵性質有些差異，導致各
電場反電暈嚴重程度不同，可見，測定各單電場的粉
塵比電阻是必要的，該測定技術能實現(xiàn)這種測量。
(7)實時測定與顯示。由于煙氣及粉塵性質隨
燃煤煤種、鍋爐運行及負荷的變化而變化，因此，粉
塵比電阻也是隨工況變化而有所改變，該測定技術
能實時測定并顯示粉塵比電阻的當前數(shù)值。
4 結論
(1)粉塵比電阻對EP運行性能影響較大，粉塵
比電阻的測定是國內外電除塵界關注的一項重要測
試技術。
(2)粉塵比電阻常規(guī)測定方法分實驗室測定法
與現(xiàn)場測定法2種。由于對電除塵現(xiàn)場工況的模擬
存在某種差異，測定結果常存在不同程度的誤差，有
時同一粉塵不同測量方法測定結果競相差1～2個
數(shù)量級。
(3)經(jīng)數(shù)年攻關，研究開發(fā)出了運行工況下EP
單電場粉塵比電阻自動檢測創(chuàng)新技術。這一粉塵比
電阻測試技術利用EP本體和電氣系統(tǒng)兼做粉塵比
電阻測定儀，具有測定時運行工況真實、粉塵層真
實、測量電氣參數(shù)真實、測量誤差較小、不需要采集
灰樣、能測定各單電場粉塵比電阻、能隨工況變化實
時測定、測定省時省力、快速準確等特點。
(4)運行工況下粉塵比電阻的測試技術為粉塵
比電阻的測定開辟了一條新路，拓寬了測定方法，為
EP優(yōu)化運行提供了有利條件，對電除塵技術的發(fā)展
將起到積極推動作用。
參考文獻：
[1](美)S．小奧格爾斯比，G．B．尼克爾斯．電除塵器[M]．譚
天佑，譯．北京：水利電力出版社，1983．
[2]唐國山．水泥廠電除塵器應用技術[M]．北京：化學工業(yè)
出版社，2005．
[3](美)H．J懷特．工業(yè)電收塵[M]．王成漢，譯．北京：冶金
工業(yè)出版社，1984．
(編輯：白銀雷)
作者簡介：
高維英(1968一)，女，河北順平人，華北電力大學工程師，工學
碩士，從事自動控制研究開發(fā)及圖文信息管理方面的工作。
盧澤鋒(1976一)，男，黑龍江雞西人，國電南京自動化股份有限
公司工程師，從事電除塵控制系統(tǒng)技術開發(fā)、設計及研究工作。
傅啟文(1958一)，男，江蘇洪澤人，國電南京自動化股份有限公
司工程師，從事電除塵系統(tǒng)技術開發(fā)、設計及研究工作。

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